燃料電池的制作與探索
高雄女中 化學(xué)教師 蕭米珍
近年來石化能源逐漸短缺，地球暖化問題日益嚴(yán)重，綠色能源，環(huán)保概念普遍受到重視，
加上高中教材-基礎(chǔ)化學(xué)第四章:生活的能源及高中化學(xué)-電池章節(jié)中皆有提出有關(guān)燃料電池的
內(nèi)容，因此嘗試將課本中描述的現(xiàn)象以隨手可得的材料制成教具，讓學(xué)生親身體驗(yàn)，并以探
索式的活動(dòng):先以Zn-Cu 電池的實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生復(fù)習(xí)一下國中所學(xué)過的電化學(xué)電池概念來引發(fā)其學(xué)
習(xí)動(dòng)機(jī)進(jìn)而了解燃料電池的相關(guān)內(nèi)容。
Zn-Cu電池的原理
國中學(xué)過金屬活性順序: Zn> H2> Cu> Ag，藉由金屬活性的差異造成電位差，驅(qū)策電子流動(dòng)，
進(jìn)行氧化還原反應(yīng)。因此我們可以將Zn 與Cu 的氧化還原半反應(yīng)分離于不同的區(qū)域，中間再
以導(dǎo)線連接，反應(yīng)所產(chǎn)生的電子會(huì)在導(dǎo)線中傳遞進(jìn)而產(chǎn)生電流。下列為Zn-Cu 電池示意圖:
Zn 極:1.發(fā)生氧化反應(yīng) Cu 極:1.發(fā)生還原反應(yīng)
2.Zn_Zn2++2e- 2.Cu_Cu2++2e-
3.陽極 3.陰極
4.負(fù)極 4.正極
5.活性較大的金屬 5.活性較小的金屬
又 Zn → Zn2+ + 2e- E0=0.76V
+ Cu2+ +2e- → Cu E0=0.34V
Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu E0=1.10V
上式中E0=1.10V 表示Zn-Cu 電池的理想電動(dòng)勢(shì)為1.10 伏特，也就是Zn-Cu 電池理論
上可